大斜度井和水平井井地三维电阻率数值模拟和联合反演

井地电阻率成像法利用井套管作电流源向井下供入大功率直流电流,在地表测量由地下介质的电性变化形成的电位分布,通过反演可得到地下介质的电阻率分布.针对大斜度井和水平井开展井地三维电阻率数值模拟和反演研究,对油田注水及压裂效果监测具有重要意义.基于井地电阻率成像法原理,采用有限差分法和不完全切勒斯基共轭梯度法进行了三维正演模拟,研究了大斜度井和水平井的井地电位响应特征.提出了采用层状约束阻尼最小二乘法由浅到深地进行大斜度井和水平井的多层联合反演,并对实际水平井井地电位各个层段数据进行了三维反演.模拟结果表明,倾斜线源和水平线源会对地面电位响应产生明显影响,在反演中需要考虑线源形态.实际水平井井地电位反演成像表明,考虑倾斜线源或者水平线源的联合反演得到了准确的水平井三维注水层成像图,得出注水层的真电阻率分布,能够判断注水运移方向.

     

大斜度井和水平井井地三维电阻率数值模拟和联合反演

井地电阻率成像法利用井套管作电流源向井下供入大功率直流电流,在地表测量由地下介质的电性变化形成的电位分布,通过反演可得到地下介质的电阻率分布.针对大斜度井和水平井开展井地三维电阻率数值模拟和反演研究,对油田注水及压裂效果监测具有重要意义.基于井地电阻率成像法原理,采用有限差分法和不完全切勒斯基共轭梯度法进行了三维正演模拟,研究了大斜度井和水平井的井地电位响应特征.提出了采用层状约束阻尼最小二乘法由浅到深地进行大斜度井和水平井的多层联合反演,并对实际水平井井地电位各个层段数据进行了三维反演.模拟结果表明,倾斜线源和水平线源会对地面电位响应产生明显影响,在反演中需要考虑线源形态.实际水平井井地电位反演成像表明,考虑倾斜线源或者水平线源的联合反演得到了准确的水平井三维注水层成像图,得出注水层的真电阻率分布,能够判断注水运移方向.     

基于阵列感应与自然电位联合反演地层水电阻率

原状地层水电阻率是重要的储层参数,也是进行精细储层评价的基础.基于泥浆侵入数值模拟与侵入过程中井周岩石物理特征分析,确定了薄膜电位的产生位置,针对储层高、低侵等不同侵入特征,提出了可适用于包括存在"低阻环"等不同侵入特征时储层电阻率分布的"五参数"地层模型,基于几何因子理论与有限元方法,建立了阵列感应与自然电位测井联合反演算法,实现了地层电阻率参数反演,重构了地层径向电阻率剖面,进而精确求取了地层水电阻率.通过对实际资料处理表明:反演算法稳定可靠,"五参数"模型能很好地表征储层电阻率分布形态,重构储层电阻率剖面,确定薄膜电位产生位置;基于阵列感应与自然电位的联合反演,能精确计算原状地层水电阻率,为储层评价与流体性质识别提供依据.     

垂直线电流源的三维电阻率成像

在油井注水和深井注浆的电法监测中,地表布设平面的电位测量网,而将钻井的钢套管作为线电流源来供电,据此可确定流体的运动方向和分布特征。数据处理中需解决垂直线电流源的三维电阻率反演。本文叙述了相应的反演理论和偏导数计算方法。在某油田的试验中,以生产井为电极圈的中心,每圈均匀布设18个电极,共6圈,在地表得到了108个电位数据,获得500-2000m之间5个不同深度层的真电阻率分布图像,并对深度层为1500~1600m的图像进行了初步解释。结果表明,该方法可以对井下某深度层中的流体运动和分布可进行有效的监测。     

随钻方位电磁波测井反演方法研究及在水平井中的应用

针对随钻方位电磁波测井仪器测井响应特征进行考察,提出了水平井和大斜度井多层界面三维电阻率反演方法,获取准确的水平井/大斜度井地层电阻率剖面和井眼地层位置关系,为储层评价提供可靠依据.以哈里伯顿ADR方位电阻率测井数据为例,利用基于Marquardt方法的三维电阻率反演方法计算地层电阻率和多层边界距离等参数,数值模拟及实际处理井结果显示,反演方法精度较高,反演结果准确可靠.多层界面三维电阻率反演对储层精确评价和储量复算具有重要意义,在实时地质导向中具有广阔应用前景.     

基于印模法的地面磁电阻率数据三维非线性共轭梯度反演

本文提出了能提高异常体分辨能力,同时得到绝对电导率的地面磁电阻率数据三维反演方法.磁电阻率响应用准直流的低频磁场代替;数值模拟由频率域电场满足的Helmholtz方程出发,采用三维交错网格有限差分法;长直导线源作为发射源,其中源的计算包含在背景场中;结合地面磁电阻率数据各分量的特点,选择y分量进行反演研究;反演采用三维非线性共轭梯度反演技术,为了提高异常体的深度分辨能力,进行迭代重构反演;用印模法对初始模型进行重构,采用的是辅模型在浅部,元模型在深部的组合方式.从合成数据和实际数据的反演结果可以得到以下的认识：（1）由频率域麦克斯韦方程组出发,低频磁场数据反演可以直接得到电导率,而不是相对电导率之比;（2）采用印模法组合初始模型,进行迭代重构反演,可以提高地面磁电阻率数据反演对异常体的分辨能力,确定埋深位置,同时不会丧失对于浅部异常体的分辨能力;（3）在结合印模法的地面磁电阻率数据三维反演中,深部异常体的分辨能力受地表不均匀导电体影响较小;（4）确定印模深度可以采用上一次重构反演结束时的模型变化量,通过相邻两次重构反演结束时的模型变化量之差来确定迭代重构是否终止.因为静磁场与重力场在数学上的相似性,本文的反演方法可以被运用到重力场等位场的地面数据的反演中.

     

地震走时和航空电磁联合反演三维速度和电阻率

地震走时数据可以反演近地表的速度,但不能反演出隐蔽层和低速层。航空电磁数据可以反演近地表的高电阻率和低电阻率,但是对垂直方向的分辨率低。联合三维地震走时数据和航空电磁数据反演了近地表的速度和电阻率结构,并采用棋盘模型测试和实际数据应用展示了联合反演出的速度模型优于单独的走时反演出的速度模型。结果表明:该算法可以应用到处理数据量大的勘探地震成像中,能提供优化的速度结构。     

基于解释单元的水淹层原始电阻率反演及应用

注水开发油田储层水淹后的电性特征主要表现为电阻率下降,准确恢复其原始电阻率是进行水淹级别判断的关键.研究区渤海LD油田地层原始电阻率受沉积环境和构造高度影响,因此提出了基于解释单元进行水淹层原始电阻率反演方法.该方法以测井资料为基础,首先通过图论多分辨率聚类分析结合沉积微相将关键井划分测井相,接着在此基础上细分解释单元,然后建立每一个解释单元原始地层电阻率模型,最后将建立的方法模型应用于实际新钻的调整井.准确恢复地层原始电阻率后求取原始含油饱和度,并结合目前剩余油饱和度得到储层的驱油效率,达到水淹级别定量评价的目的.新钻21口井的资料处理表明:水淹层定量解释与实际生产情况符合率高达93.7%,是渤海油田复杂水淹层定量解释的一种有效手段.     

基于物性参数梯度累加约束的电阻率法和重力勘探数据二维联合反演

对不同地球物理方法的数据进行联合反演,通过模型参数的相互约束可以减小反演的多解性.本文对电阻率法和重力勘探数据开展了基于电阻率和剩余密度梯度累加约束的二维联合反演研究.电阻率法采用数据空间Occam反演,重力勘探采用基于对数障碍法的正则化反演.通过在电阻率法和重力勘探反演的目标函数中引入电阻率和剩余密度梯度累加约束项,利用交替迭代方式实现了电阻率法和重力勘探数据的二维联合反演.对理论模型合成数据进行了单方法反演和联合反演,对比了反演效果.结果表明：联合反演结果优于单方法反演结果,联合反演结果对异常体的物性值恢复和形态刻画效果更好.     

基于有限内存拟牛顿法的电阻率法三维主轴各向异性反演研究

基于各向同性假设的电阻率法三维正反演方法成熟并得到广泛应用.由于地下介质普遍存在电阻率各向异性,为提高反演精度,各向异性介质的三维正反演问题有待深入研究.本文将三维正演中总场分为一次场和二次场计算,二次场使用非结构网格有限单元法求解,基于有限内存拟牛顿法,系统研究了电阻率法三维主轴各向异性反演.通过设计低阻异常体与双异常体模型,利用地表、地井、井地与井间多种观测方式的合成数据进行了反演试算.反演结果表明：三维主轴各向异性反演能够可靠恢复异常体的位置与形状.与仅在地表采集数据的反演结果对比,地井、井地与井间多种观测数据的加入,反演结果能更好地恢复异常体的各向异性特征.证明了本文基于有限内存拟牛顿法电阻率三维反演方法的可行性与有效性.     

不同激励源井地电位成像技术三维正反演方法研究（英文）

井地电位成像是通过套管向井中供电或将电源放在井中,在地表观测电位异常的一项技术,其供电源有线源和点源两种类型。为了研究这两种电源对地下异常体产生的电位异常特征,本文针对不同激励源,采用有限差分方法进行数值模拟研究,在线性方程组求解电位时引入不完全Cholesky共轭梯度(ICCG)迭代方法,分别实现了点源和线源井地电位成像技术的三维正演。最后,基于阻尼最小二乘法实现了井地电位成像技术的电阻率三维反演。设计不同地电模型分别进行正演和反演试算,正演结果表明,供电电源的类型不同,异常体在地表的电位异常特征也不同;反演结果表明,低阻体的反演结果要好于高阻体,点源置于异常体下方时反演的电阻率对异常体边界的识别比线源更加准确。     

基于非结构网格的电阻率三维带地形反演

地表起伏地形在野外矿产资源勘察中不可避免, 其对直流电阻率法勘探影响巨大.近年来, 电阻率三维正演取得诸多进展, 特别是应用非结构网格我们能够进行任意复杂地形和几何模型的电阻率三维数值模拟, 但面向实际应用的起伏地形下电阻率三维反演依然困难.本文基于非结构化四面体网格, 并考虑到应用GPS/GNSS时, 区域地球物理调查中可非规则布设测网的实际特点, 实现了任意地形(平坦或起伏)条件下、任意布设的偶极-偶极视电阻率数据的不完全Gauss-Newton三维反演.合成数据的反演结果表明了方法的有效性, 可应用于复杂野外环境下的三维电法勘探.     

地面瞬变电磁法一维烟圈反演技术研究

本文首先进行了瞬变电磁一维正演理论研究,推导出了回线源在均匀水平层状介质中的电磁响应计算公式,采用快速汉克尔变换和正、余弦变换的数值滤波算法以及G-S逆拉普拉斯算法计算了垂向感应电压.区别于传统一维反演一般基于晚期视电阻率,利用二分查找法和平移算法计算得到了全区视电阻率,在全区视电阻率的基础上,根据蒋邦远提出的烟圈反演方法进行了地面瞬变电磁法一维烟圈反演技术研究,最后对理论数据及实测数据进行了一维反演解释,证明了这种烟圈反演技术有助于提高实际反演解释工作的准确性.     

叠前储层描述技术在岩性气藏勘探中的研究与应用

苏里格气田储层薄、非均质性强,含气储层预测难度大.本文通过岩石物理分析优选了流体敏感因子、遴选了该区有利的AVO属性.首次在该区采用基于道集的叠前同时反演方法进行含气储层预测,针对研究区实际资料品质情况,提出了分区分别采用弹性阻抗反演、基于部分叠加数据的同时反演和基于道集的同时反演方法预测含气储层,在实际应用中取得了良...     

地电阻率多极距观测反演初步研究

地电阻率多极距观测的目的是借助对观测数据的反演获得地下介质中不同层位真电阻率的变化.本文以3层结构为例,对地电阻率多极距观测的一维反演的效果进行了初步地理论研究.首先研究了一维地电阻率结构下观测数据一维反演的模拟效果,得到了各层电阻率值,且与真电阻率值很接近,说明在地下电性结构为一维的情况下,电阻率多极距观测可以区分出不同地层的电阻率变化.其次,考虑到台址下电阻率结构的复杂性,研究了上两层界面存在起伏的情况下,多极距观测数据一维反演的效果,结果显示:当电阻率变化较小时,各层反演得到的电阻率的变化与真电阻率十分符合;当上两层介质的电阻率变化较大时,各层反演得到的电阻率出现畸变,与真实电阻率的变化情况存在一定差别,表明浅层电阻率变化达到一定程度后将会影响对深部电阻率变化情况的正确判断.一般情况下,观测的时间间隔越短,则连续两次观测时段内各层介质的电阻率变化越小,因此缩短多极距观测的时间间隔可能是避免出现上述畸变现象的有效观测手段.      

斜井泥浆侵入仿真及其阵列侧向测井响应数值模拟

为了研究斜井泥浆侵入储层的井周岩石物理特征,采用广义曲线坐标系统模拟斜井泥浆侵入特性,进而研究泥浆侵入过程的阵列侧向测井响应.数值仿真表明,采用广义曲线坐标系消除了笛卡儿坐标系统在斜井边界处网格划分的锯齿现象;储层非均质造成泥浆侵入不均匀,储层渗透性越好,泥浆滤液侵入越深;泥浆滤液侵入使得井周地层饱和度、孔隙水矿化度的分布发生变化,进而造成斜井井周岩石电阻率分布剖面复杂变化;泥浆侵入过程中阵列侧向视电阻率变化以及深浅视电阻率的幅度差异,有效反映了斜井泥浆侵入特性;文中采用了基于Marquardt方法的阵列侧向测井四参数反演,有效恢复了斜井储层侵入剖面,得到了原状地层电阻率.斜井泥浆侵入特征及其阵列侧向测井响应模拟分析,有助于正确认识斜井井周岩石物理特征和利用阵列侧向测井进行斜井储层评价.     

Aryskum油田水淹层测井响应特征与水淹分析

砂砾岩储层经过长期注水开发后产层大多发生水淹.本文以哈萨克斯坦Aryskum油田M-Ⅱ层的中孔隙度、中渗透率砂岩储层为例,总结了该区域水淹层电阻率特征、自然电位特征以及自然伽马特征;在水淹层测井响应基础上,开展了水淹层的定性识别研究;并首次提出栅状图结合生产数据的方式对水淹层进行分析.结果表明：油层水淹后电阻率明显降低,自然电位异常幅度明显降低,但自然伽马变化不大;阵列感应测井的减阻入侵以及深电阻率与补偿中子的曲线重叠法能有效识别水淹层,其中深电阻率与中子曲线负异常幅度越大,储层水淹情况越严重.通过南区注水井AR114及其波及区和北区注水井AR7井及其波及区的栅状图法水淹状况分析后,发现其邻井严重水淹,产水率持续升高,说明了这两口注水井对相邻井油层水淹直观影响.总的来说,存在的大量注水井使得Aryskum油田储层严重水淹,新井投产即高含水.     

基于波形指示反演方法的川中二叠系栖霞组薄储层预测研究

川中地区二叠系栖霞组广泛发育颗粒滩相的碳酸盐岩薄储层,GS18井区的栖霞组薄储层集中发育于栖二地层下部和栖一地层顶部,由于完钻井的栖霞组储层多数具有低声波速度和高密度的特征,给常规基于波阻抗反演的储层预测带来了挑战.本文在贝叶斯框架下利用地震约束测井参数进行高频模拟,采用地震波形指示反演方法反演补偿中子(CNL)数据体,再采用CNL数据体反演进行GS18井区栖霞组的薄储层预测.多种反演方法的对比分析结果表明：采用CNL数据体比波阻抗数据体能更准确地表征栖霞组储层,采用波形指示反演方法比地质统计学反演得到的CNL数据体预测的储层纵、横向发育特征与完钻井符合率高,且纵向分辨率高,颗粒滩的叠置关系清晰且横向展布自然,符合地质规律.在基于波形指示反演的CNL数据体的基础上,提取得到可靠的栖霞组储层平面展布特征,为GS18井区的勘探开发奠定了基础.     

三维电阻率测深数据Zohdy近似反演方法

Zohdy方法近似反演三维电阻率测深数据。正演计算采用有限单元法。反演初始模型由测量视电阻率数据给出。通过比较实测视电阻率值和预测模型计算的视电阻率值对数差来修改模型网格电阻率．为了解决任意电极距测深数据的反演,采用大、小双网格剖分。大网格反映地下电性分布情况。小网格用于实际有限元正演计算．在电阻率调整公式中加入一个迭代系数,能够加快收敛速度．并对加5％随机噪声的模型理论视电阻率测深断面数据进行反演,得到的电阻率分布与模型电阻率基本一致．     

基于方位地震数据的地应力反演方法

在页岩油气藏的开发和勘探阶段,需要对储层进行水力压裂改造,形成有利于油气聚集和运移的裂缝.地应力是进行水力压裂改造的重要参数,能够决定裂缝的大小、方向以及分布形态,影响着压裂的增产效果,且最大和最小水平应力差异比（ODHSR,Orthorhombic Differential Horizontal Stress Ratio）是评价储层是否可压裂成网的重要因子.本文探讨了基于地震数据估算地应力的方法,以指导页岩气的水力压裂开发.首先,利用叠前方位地震数据反演得到地层的弹性参数和各向异性参数;其次,基于正交各向异性水平应力差异比近似公式,利用反演得到的弹性参数和各向异性参数估算地层的ODHSR;最后,选取某工区的裂缝型页岩储层的叠前方位地震数据对该方法进行实际应用.实际工区地震数据应用表明,基于叠前方位地震数据反演得到的ODHSR能够有效的识别储层中易于压裂成网的区域.